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            隨筆 - 14, 文章 - 0, 評(píng)論 - 3, 引用 - 0
            數(shù)據(jù)加載中……

            [轉(zhuǎn)]C++ placement new

            placement new的含義
            placement new 是重載operator new 的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)、全局的版本,它不能夠被自定義的版本代替(不像普通版本的operator new 和 operator delete能夠被替換)。

            void *operator new( size_t, void *p ) throw()     { return p; }

            placement new的執(zhí)行忽略了size_t參數(shù),只返還第二個(gè)參數(shù)。其結(jié)果是允許用戶(hù)把一個(gè)對(duì)象放到一個(gè)特定的地方,達(dá)到調(diào)用構(gòu)造函數(shù)的效果。

            和其他普通的new不同的是,它在括號(hào)里多了另外一個(gè)參數(shù)。比如:
            Widget * p = new Widget; - - - - - - - - - //ordinary new 
            pi = new (ptr) int; pi = new (ptr) int;     //placement new

            括號(hào)里的參數(shù)ptr是一個(gè)指針,它指向一個(gè)內(nèi)存緩沖器,placement new將在這個(gè)緩沖器上分配一個(gè)對(duì)象。Placement new的返回值是這個(gè)被構(gòu)造對(duì)象的地址(比如括號(hào)中的傳遞參數(shù))。placement new主要適用于:在對(duì)時(shí)間要求非常高的應(yīng)用程序中,因?yàn)檫@些程序分配的時(shí)間是確定的;長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行而不被打斷的程序;以及執(zhí)行一個(gè)垃圾收集器 (garbage collector)。
                new 、operator new 和 placement new 區(qū)別
            new :不能被重載,其行為總是一致的。它先調(diào)用operator new分配內(nèi)存,然后調(diào)用構(gòu)造函數(shù)初始化那段內(nèi)存。

            operator new:要實(shí)現(xiàn)不同的內(nèi)存分配行為,應(yīng)該重載operator new,而不是new。

            delete和operator delete類(lèi)似。

            placement new:只是operator new重載的一個(gè)版本。它并不分配內(nèi)存,只是返回指向已經(jīng)分配好的某段內(nèi)存的一個(gè)指針。因此不能刪除它,但需要調(diào)用對(duì)象的析構(gòu)函數(shù)。
                new 操作符的執(zhí)行過(guò)程
            1. 調(diào)用operator new分配內(nèi)存 ;
            2. 調(diào)用構(gòu)造函數(shù)生成類(lèi)對(duì)象;
            3. 返回相應(yīng)指針。

            operator new就像operator+一樣,是可以重載的。如果類(lèi)中沒(méi)有重載operator new,那么調(diào)用的就是全局的::operator new來(lái)完成堆的分配。同理,operator new[]、operator delete、operator delete[]也是可以重載的,其實(shí)operator new也是operator new的一個(gè)重載的版本,只是很少用而已。如果你想在已經(jīng)分配的內(nèi)存中創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象,使用new時(shí)行不通的。也就是說(shuō)placement new允許你在一個(gè)已經(jīng)分配好的內(nèi)存中(?;蛘叨阎校?gòu)造一個(gè)新的對(duì)象。原型中void*p實(shí)際上就是指向一個(gè)已經(jīng)分配好的內(nèi)存緩沖區(qū)的的首地址。
                Placement new 存在的理由
            1.用Placement new 解決buffer的問(wèn)題

            問(wèn)題描述:用new分配的數(shù)組緩沖時(shí),由于調(diào)用了默認(rèn)構(gòu)造函數(shù),因此執(zhí)行效率上不佳。若沒(méi)有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)則會(huì)發(fā)生編譯時(shí)錯(cuò)誤。如果你想在預(yù)分配的內(nèi)存上創(chuàng)建對(duì)象,用缺省的new操作符是行不通的。要解決這個(gè)問(wèn)題,你可以用placement new構(gòu)造。它允許你構(gòu)造一個(gè)新對(duì)象到預(yù)分配的內(nèi)存上。

            2.增大時(shí)空效率的問(wèn)題
             
            使用new操作符分配內(nèi)存需要在堆中查找足夠大的剩余空間,顯然這個(gè)操作速度是很慢的,而且有可能出現(xiàn)無(wú)法分配內(nèi)存的異常(空間不夠)。 
            placement new就可以解決這個(gè)問(wèn)題。我們構(gòu)造對(duì)象都是在一個(gè)預(yù)先準(zhǔn)備好了的內(nèi)存緩沖區(qū)中進(jìn)行,不需要查找內(nèi)存,內(nèi)存分配的時(shí)間是常數(shù);而且不會(huì)出現(xiàn)在程序運(yùn)行中途出現(xiàn)內(nèi)存不足的異常。所以,placement new非常適合那些對(duì)時(shí)間要求比較高,長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行不希望被打斷的應(yīng)用程序。
                使用步驟
            在很多情況下,placement new的使用方法和其他普通的new有所不同。這里提供了它的使用步驟。

            第一步  緩存提前分配
            有三種方式:
            1.為了保證通過(guò)placement new使用的緩存區(qū)的memory alignmen(內(nèi)存隊(duì)列)正確準(zhǔn)備,使用普通的new來(lái)分配它:在堆上進(jìn)行分配

            class Task ;

            char * buff = new [sizeof(Task)]; //分配內(nèi)存

            (請(qǐng)注意auto或者static內(nèi)存并非都正確地為每一個(gè)對(duì)象類(lèi)型排列,所以,你將不能以placement new使用它們。)

            2.在棧上進(jìn)行分配

            class Task ;
            char buf[N*sizeof(Task)]; //分配內(nèi)存

            3.還有一種方式,就是直接通過(guò)地址來(lái)使用。(必須是有意義的地址)

            void* buf = reinterpret_cast<void*> (0xF00F);

            第二步:對(duì)象的分配

            在剛才已分配的緩存區(qū)調(diào)用placement new來(lái)構(gòu)造一個(gè)對(duì)象。

            Task *ptask = new (buf) Task
            第三步:使用
            按照普通方式使用分配的對(duì)象:

            ptask->memberfunction();

            ptask-> member;

            //...

            第四步:對(duì)象的析構(gòu)

            一旦你使用完這個(gè)對(duì)象,你必須調(diào)用它的析構(gòu)函數(shù)來(lái)毀滅它。按照下面的方式調(diào)用析構(gòu)函數(shù):

            ptask->~Task(); //調(diào)用外在的析構(gòu)函數(shù)

            第五步:釋放

            你可以反復(fù)利用緩存并給它分配一個(gè)新的對(duì)象(重復(fù)步驟2,3,4)如果你不打算再次使用這個(gè)緩存,你可以象這樣釋放它:

            delete [] buf;

            跳過(guò)任何步驟就可能導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)間的崩潰,內(nèi)存泄露,以及其它的意想不到的情況。如果你確實(shí)需要使用placement new,請(qǐng)認(rèn)真遵循以上的步驟。

             

             

            下面是自己做測(cè)試時(shí)用的一個(gè)小代碼,簡(jiǎn)單易懂:

            class B
            {
            public:
            B()
            {
            cout<<"this is b"<<endl;
            this->s = "B";
            }
            string s;
            };
            class Test
            {
            public :
            Test()
            {
            cout<<"default construct function"<<endl;
            }
            B arr[10];
            };
            int main(int argc, char* argv[])
            {
            char * buf = new char[1024+sizeof(int)];
            Test * t = new(buf)Test;
            cout<<t->arr[0].s<<endl;

            delete []buf; //釋放掉空間
            //Test * t = (Test *)malloc(sizeof(Test)); //用這種方法,是不會(huì)調(diào)用Test的構(gòu)造函數(shù)的同樣,成員變量arr[],也不會(huì)分配空間
            //B temp[10];
            //t->arr[0] = temp[0]; //錯(cuò)誤,因?yàn)閠->arr[0]沒(méi)有被分配空間,所以不能賦值
            //cout<<t->arr[0].s<<endl; //錯(cuò)誤,t->arr[0]沒(méi)有創(chuàng)建,也就沒(méi)有調(diào)用B的構(gòu)造函數(shù),s值未知
            return 0;
            }

            posted on 2013-12-17 21:09 天道酬勤 閱讀(252) 評(píng)論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類(lèi): C++

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